一种水位及地下斜孔便携式测量装置及斜孔角度测量方法与流程

本发明涉及用于监测水深和地下斜孔倾角的一种测量设备，还涉及一种斜孔角度的测量方法。

背景技术：

随着对环境监测的重视，大量水文水质监测设备已经投入使用。其中对地下水和地表水的监测属于常见的监测内容。现有的监测设备体积大而笨重，操作和携带不便。另一方面，受空间和环境的限制，利用现有监测设备难于快速测量隐蔽于地下或井孔中的水深和井孔的倾斜状态。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种水位及地下斜孔便携式测量装置，能够便捷地测量出水位水深和地下井孔倾斜情况。

本发明的技术方案如下：

一种水位及地下斜孔便携式测量装置，包括下端带有进水孔其它部位封闭的探测头的外壳；外壳中设有带中心孔的隔板将外壳内腔分隔为上下两个腔体，所述中心孔中安装有压敏元件用于检测下腔体中水压，所述进水孔与下腔体相通；上腔体中设置有与压敏元件相连接的压力变送器；外壳内腔中还安装有两根互相分离的液面引线，液面引线自上腔体穿过隔板并且下端悬垂于下腔体之内；所述测量装置还包括外表带有刻度的六芯电缆，该六芯电缆的上端连接有盘线装置，下端与所述外壳的上端相连接；六芯电缆中的四根电缆与传感器电源线及数据线相连接，另两根为与液面引线相连接的导线电缆；所述测量装置还包括电气子系统，该电气子系统包括蜂鸣器、显示屏、A/D转换电路和发光二极管，显示屏和A/D转换电路相连接；其中两根液面引线通过六芯电缆中对应的电缆分别与蜂鸣器和发光二极管相连接；压力变送器通过六芯电缆中对应的电缆与A/D转换电路相连接。

作为本装置的进一步改进：在外壳上端设有防水密封体，所述六芯电缆穿过该防水密封体。

作为本装置的进一步改进：盘线装置包括盘线支架，安装在盘线支架上的盘线滚子以及用于驱动盘线滚子转动的电机。

本发明还提供一种地下斜孔倾斜角度的测量方法，包括如下步骤：

(1)设置一探测头，该探测头内装有用于测量水压的压力传感器，所述探测头连接于一具有刻度的线缆的末端；

(2)将所述探测头从斜孔口下放，下放时观察压力传感器返回的水压值；在探测头接触到斜孔下水面之后、落到孔底之前，取两个检测点，记录两检测点的水压值之差P和下放到两检测点时线缆斜孔口读取到的刻度的差值B-A；

(3)根据P计算得到两个检测点在竖直方向上的高度差C；

(4)计算斜井的倾斜角度

本发明的有益效果：

利用本发明，能够便捷地获取地下水液面高度、水深等数据，并且对于无法从地面直接测量斜度的地下斜井，通过本发明首先得到水深度数值和探测头入水长度，并利用数学公式得到斜井的液面高度、水深以及倾斜角度。

本发明的探测头适合于投入到地面窄小的井中，或在桥梁等高处对液面或难以接触到的水流进行监测。

本发明具有结构简单，携带、使用方便和可靠性高的突出特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明盘线装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

如图1，本发明的实施例包括下端带有进水孔9其它部位封闭并且作为本发明探测头外壳的不锈钢材质的外壳1，外壳1中设有带中心孔的隔板7将外壳1内腔分隔为上下两个腔体，所述中心孔中安装有压敏元件2用于检测下腔体中水压，所述进水孔9与下腔体相通。上腔体中设置有与压敏元件2相连接的压力变送器3。外壳1内腔中还安装有两根互相分离的液面引线8，液面引线8自上腔体穿过隔板7下端悬垂于下腔体之内。

本发明的实施例还包括外表带有刻度的六芯电缆5，该六芯电缆5的上端连接有盘线装置，下端与所述外壳1的上端相连接。六芯电缆中的四根电缆与传感器电源线及数据线4相连接，另两根为与液面引线8相连接的导线电缆。

为了提高外壳1上端部的密封防水效果，在外壳1上端设有防水密封体6，所述六芯电缆5穿过该防水密封体6。

本发明的实施例还包括设置于盘线装置上的电气子系统，该电气子系统包括用于为本发明供电的电池、电源开关以及面板，还包括蜂鸣器、显示屏、A/D转换电路和发光二极管，显示屏和A/D转换电路相连接。其中两根液面引线8通过六芯电缆5中对应的电缆分别与蜂鸣器和发光二极管相连接，当两根液面引线8下端均接触水面时接通电源，蜂鸣器发声同时发光二极管发光提示。压力变送器3通过六芯电缆5中对应的电缆与A/D转换电路相连接，通过压敏元件2测得的水压力数据通过压力变送器3和A/D转换电路显示在显示屏上。

如图2，作为本发明实施例的盘线装置包括盘线支架10，安装在盘线支架10上的盘线滚子11以及用于驱动盘线滚子11转动的电机12。盘线滚子11可以绕轴灵活转动，盘线滚子11的轴与电机12的输出轴通过啮合带动运转。盘线支架10带有把手，可以方便携带。盘线支架10上带有锁定螺丝作为线盘闭锁装置。

通过操作盘线装置实施对探测头向地下水孔的下放，打开电源开关，并打开线盘闭锁，将探测头投入到水位监测点，随着六芯电缆5不断投入，探测头接触到水面，当水通过进水孔9进入下腔体中时，两根液面引线8引线联通，线路中串联的蜂鸣器响应并且发光二极管发光提示接触到水面。此时根据六芯电缆5的刻度值记录六芯电缆5下放量数值A，此时显示屏显示水压数值为0。随着探测头逐渐下放水压值逐渐增加，继续下放探测头至水压数值恒定为U，再次记录六芯电缆5下放量数值B，对于直井根据数值A得到液面高度数据，根据数值AB之差得到探测头入水长度，进一步得到水深数值。

针对无法从地面直接测量斜度的地下斜井，通过U值得到水深度数值C，并利用以下公式得到斜井的倾斜角度

只需要测斜井倾斜角度而无需测水深度数值时，可在探测头接触到斜孔下水面之后、落到孔底之前，任取两个不同深度的检测点，记录两检测点的水压值之差P和下放到两检测点时线缆斜孔口读取到的刻度的差值B’-A’；再根据P计算得到两个检测点在竖直方向上的高度差C’；最后利用公式得到斜井的倾斜角度。

持续地多次投放能够更加准确地得到斜井的倾斜角度，用于判断井的倾斜状况。

测量完毕，回收线缆和探测头，将探测头传感器固定在盘线装置的卡槽内，关闭电源开关。